基带传输编码
目录
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通信系统的基本结构 数据表示和传输方式 传输线路类型 数据编码的分类 数字-数字编码 数字数据基带信号码型设计要求 – 选择传输码型的原则 – 几种典型码型的波形与频谱 • 单极性编码 – 非归零单极性编码 • 极化编码 – 非归零电平编码，非归零反 相编码 归零编码 曼彻斯特编码，差分曼彻斯 特编码 双极性编码 AMI， HDB3 ， B8ZS mBnB码 4B5B，5B6B 多进制码 波特率和比特率 光纤收发器编码 MLT-3 编码方式 4B/5B和MLT-3编码
基带信号码型设计要求
– 选择传输码型的原则 • 码流中应含有时钟频率分量，以便于接收端从码流中提取 同步信息，同步信息保证接收端按正确时序再生原始信息， 减小误码率。 • 选择码型应基于对传输信息码流的分析，码流中“1”和 “0”的统计概率应各占1/2，长“1”或长“0”会带来较多 的直流分量，也不容易提取出同步信号来。 • 码型的变换设备应简单可靠 • 有一定噪声及码间干扰抵抗能力，这样便于实时监测传输 系统信号的传输质量，有利于基带传输系统的维护与使用
占空比
占空比： 为脉冲宽度τ与码元宽度Ts之比(τ/Ts),如图所示
。
τ Ts ′
图 3-6 占空比说明
单极性编码与极化编码
单极性
极化： 非归零 电平编码 极化： 归零编码 (RZ)
极化编码分类图
极化编码
非归零 编码 NRZ
归零 编码 RZ
双相位 编码 Biphase
非归零 电平编码 NRZ-L
非归零 反相编码 NRZ-I
曼彻斯特 编码
Manchester
差分曼彻 斯特编码
Differential Manchester
极化编码
• 极化编码使用一正一负两个电压值代表二进制比特值。 • 比单极性编码平均电压值下降，减轻了直流分量，尤其是在双相位编
码方法中，每个比特均含有正电压与负电压，彻底解决了直流分量问 题。 • 在极化编码各种变型中，只讨论三类最普遍的： – 非归零制 NRZ • 非归零电平编码NRZ-L • 非归零反相编码NRZ-I – 归零制 RZ – 双相位制 • 曼彻斯特编码 用于以太(Ethernet)局域网中 • 差分曼彻斯特编码 用于令牌环(Token Ring)局域网中
信号发送
模拟信号发送： 模拟数据（声音） 数字数据（二进制脉冲） 数字信号发送： 模拟数据
电话系统 调制解调器 MODEM
模拟信号 模拟信号
编码解码器 CODEC
数字信号
数字数据（二进制脉冲）
数字 编码解码器
数字信号
数字信号发送的优点是：价格便宜，对噪声不敏感； 缺点是：易受衰减，频率越高，衰减越厉害。
常见数字基带信号波形
A 0 A b 0 A 0 －A A 0 －A A 0 －A A 0 －A A 0 －A g f e d c 1 Ts 1 0 1 0 0 0 0 1 a
NRZ码
单极性归零码 双极性非归零码 双极性归零码 Manchester码 AMI码
HDB3
单极性编码
• 数字编码用电压改变来指示比特位的变化 • 单极性编码只使用一个电压值。代表二进制中的一个状态，而以
（？差分信号的抗干扰原理）数据编码技术数据编码技术 研究数据在信号传输过程中如何进行编码（变换）
• 信源的信息在进入信道传输之前，必须进行编码。或者说，当具体表示信息 • •
的原始信号形式不符合信道的频率特性时，必须对原始信号进行变换，以适 应传输信道的要求。 如上所述的工作，可用数据编码或者信号调制两个术语中的任一个来概括。 在此前提下，编码与调制可以是同义词。 更准确地描述如下：
传输线路类型
地球作为地线环路 A 单线非平衡线路
B 双线非平衡线路
C 双线平衡线路
传输线路类型
方式A使用地球代替两线中的一条。但由于地球并不总是一个良 好导体，因此这种方式传输衰耗大，同时在线路上感应出大 量的噪声，因而这种方式不理想； 方式B与方式A相比，减小了传输衰耗，但由于线路仍未达到对地 平衡，因而外界干扰对线路的影响仍很大； 方式C由于采用了对地平衡式结构，使得外界干扰同时附加于两 线上, 而两线间的电压差值不变，从而使线路噪声大为下降。
零电压代表另一个状态。 • 占空比100%，占用带宽最小，效率最高。 • 单极性编码能耗小，且实现简单廉价。 • 两个问题使得单极性编码较少采用： – 直流分量 单极性信号平均振幅不为零，含有直流分量，不能 在没有处理直流分量能力的媒质（如微波）上传输 – 同步 当连续0或连续1时电压不变，接收端无法知道每比特的 开始和结束；而且传输时延会使时序失步 ，使连续0/1状态的 数目被误识。通常需外加同步定时脉冲传送线路，从而使系 统成本增加。
数字-数字编码 Digital to Digital Encoding
01011101
数字-数字编码
数字数据的数字传输（基带传输）
基带： 基本频带，指传输变换前所占用的频带，是原始信号所 固有的频带。 基带传输： 在传输时直接使用基带信号。基带传输是一种最简单最 基本的传输方式，一般用低电平表示“0”，高电平表示“1”。 适用范围：低速和高速的各种情况。 限制：因基带信号所带的频率成分很宽，所以对传输线有一定 的要求。
数字信息能以数字信道选定的众多数字编码形式之一进行基带 传输，如果原始信号编码与信道支持的编码一致，即可直接传送信息； 如果不一致，则需要进行信源编码，即数字信号形式的转换。我们可 称其为数字信息的数字编码。
数据编码的分类
编码
数字-数字 编码
模拟-数字 编码
数字-模拟 编码
模拟-模拟 编码
扩频
数字-数字编码



通信系统的基本结构
信源
发送设备
信道
接收设备
受信者
噪声源
数据表示和传输方式
数据表示 数据： 模拟数据 (Analog Data) 连续值 数字数据 (Digital Data) 离散值 数据传输方式 信号： 模拟信号 (Analog Signals) 数字信号 (Digital Signals) 信号发送方式： 模拟信号发送（模拟信道） 数字信号发送（数字信道） 数字信号的发送方式： 基带（Baseband)传输：直接控制信号状态 宽带（Broadband)传输：控制载波信号的传输